基于多体系统理论的数控机床误差建模

基于多体系统运动学理论的基本原理并结合一台专用数控机床，阐述了多体系统的拓扑结构，低序体阵列，以及特征矩阵的构建方法。分析了多体系统有误差运动的基本规律，研究了根据特征矩阵得到综合误差的算法。     

基于多体系统理论的三坐标数控铣床几何误差建模

分析了数控机床主要误差来源和现有误差补偿技术;阐述了多体系统的拓扑结构、低序体阵列和特征矩阵的构建方法.以XK0820型三坐标数控铣床为例,运用多体系统理论建立了该机床的几何误差模型,说明了建模过程,给出了几何误差模型的具体数学表达式.     

基于多体系统理论面齿轮数控磨床综合误差建模及分析

运用多体系统运动学理论及Denavit-Hartenberg齐次坐标变换,分析了面齿轮数控磨床几何误差和热误差。根据面齿轮啮合原理及磨削误差产生机理,建立了包含几何误差和热误差的面齿轮数控磨削加工机床综合误差数学模型。基于小误差假设,运用matlab软件,得到了磨床6个自由度的误差表达式。并对砂轮主轴运动所产生的6个误差与6个自由度之间的关系进行了分析和验证。对面齿轮加工精度的提高和机床误差建模提供了依据。     

基于多体系统理论的数控铣床误差建模

数控机床是机械、钢铁、汽车等行业的主要生产设备,而误差也成为影响数控机床精密度的主要因素。利用多体系统理论来对西门子数控铣床的误差进行建模,通过对误差模型的分析,在安装与制造过程中对误差项进行控制和补偿,从而提高数控铣床的加工精度。     

基于多体系统运动学理论的坐标测量机误差自动建模

研究分析了运用多体系统运动学理论对复杂机械如坐标测量机进行误差建模的基本原理,介绍了误差自动建模过程。以FXYZ型立式三坐标测量机为例进行了误差建模,给出了空间误差模型具体数学表达式。理论分析和实际应用显示所述方法很好地解决了误差建模的通用性问题,为精度分析和误差补偿等提供了一个理想的误差建模方式。     

基于Huston多体系统理论的转台定位误差建模分析

首先概括介绍了Huston多体系统理论,然后利用此理论建立了转台方位和俯仰定位误差模型,最后利用建立的误差模型分析了各项误差对转台定位误差的影响。此模型计算转台定位误差比逐步投影法和坐标变换法更加规范和易于计算机编程计算,为通过计算机对转台定位误差进行补偿提供了可操作的具体方法。     

基于多体系统理论的三轴转台几何误差建模以及灵敏度分析

三轴转台用于惯导设备的测试,工作精度是其关键性能指标之一,为提高三轴转台标定的工作精度要求,分析了三轴转台各项误差项对其精度的影响程度。基于多体系统理论以及坐标系变换理论,结合三轴转台的运动特点以及拓扑结构图,建立了三轴转台误差传递的数学模型。在此基础上,利用函数全微分理论提出了三轴转台误差灵敏度的分析方法,建立了三轴转台误差灵敏度分析模型,通过软件计算分析,得到了影响三轴转台精度的关键性误差源,为三轴转台的误差设计以及误差分配奠定了理论基础。     

基于多体系统理论的汽车凸轮轴磨削几何误差建模与辨识技术理论研究

针对汽车凸轮轴磨削加工中存在的精度问题,从提高MKS8332A数控凸轮轴磨床几何精度出发,以达到提高凸轮轴磨削精度和加工效率为目的进行了相关研究。运用多体系统运动学理论,分析并建立了该磨床磨削高精密凸轮轴过程的几何误差模型,推导出了该磨床精密加工运动约束条件方程;在多体系统理论误差参数辨识模型基础上,结合球杆仪测量原理所提出的辨识方法,能够很好地对该磨床的几何误差参数进行辨识;在此基础上研究了精密数控指令和逆变凸轮廓形的求解算法、理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法;最后给出了凸轮廓形曲线的拟合方法和刀具路线的计算方法。      

基于激光拼焊板技术的仪表台横梁的改进

通过激光拼焊板技术的引入,针对车身上仪表台横梁的结构及特点,对仪表台横梁的设计进行了必要的改进,并经过了实践的检验.通过该技术的有效运用,使仪表台横梁相关的工艺更趋于优化.根据国内情况,我国运用激光拼焊板技术具有较高的利用价值,激光拼焊板技术将会在国内汽车工业上得到广泛应用,并成为时代发展的必然趋势.     

基于多体理论的极坐标数控铣齿机床几何误差建模

基于多体系统理论,以极坐标数控铣齿机床为研究对象,建立了机床整机空间几何误差模型.根据建立的几何误差模型,并利用辨识得到的误差数据,可以准确计算出机床的几何误差,为误差补偿提供了理论依据.     

大型激光叠焊系统研究与开发

介绍一种新型激光叠焊系统,利用该系统可将尺寸范围为12.0 m×1.5 m厚度不等的两块不锈钢板重叠焊接在一起.针对大尺寸不锈钢板尺寸大、易变形等特点提出了主-辅式压紧机构,有效地控制了焊接过程中大尺寸板材的变形并消除了板材间隙;设计了ufxyz型四轴联动方案:u轴与x轴同向,u轴驱动钢板进行大范围运动,x轴驱动激光头小范围运动.u轴与x轴的复合运动提高系统精度的同时提高了系统焊接动态响应速度.对实际焊接板材进行试验验证,结果表明使用该系统进行焊接的钢板可承受压强最大能达到6.1 MPa.     

基于敏感度分析的机床关键性几何误差源识别方法

零部件几何误差耦合而成的机床空间误差是影响其加工精度的主要原因,如何确定各零部件几何误差对加工精度的影响程度从而经济合理地分配机床零部件的几何精度是目前机床设计所面临的一个难题。基于多体系统理论,在敏感度分析的基础上提出一种识别关键性几何误差源参数的新方法。以一台四轴精密卧式加工中心为例,基于多体系统理论构建加工中心的精度模型,并利用矩阵微分法建立四轴数控机床误差敏感度分析的数学模型,通过计算与分析误差敏感度系数,最终识别出影响机床加工精度的关键性几何误差。计算和试验分析表明,该方法可以有效地识别出对机床综合空间误差影响较大的主要零部件几何误差因素,从而为合理经济地提高机床的精度提供重要的理论依据。     

任意拓扑结构机床运动轴误差传递链建模方法

在对任意结构机床进行空间几何误差建模时,必须要获得该机床运动轴误差传递链,从而基于微分变换实现任意结构机床误差建模。通过运用多体系统理论,构建任意结构机床拓扑结构与低序体阵列,利用机床拓扑结构与低序体序列提出了机床运动轴连接支承件相对运动矩阵与机床支承件连接矩阵概念,建立了获取运动轴误差传递链的数学模型。该数学模型将描述机床拓扑结构的低序体序列与机床支承件相对运动关系结合起来,给出了获取任意机床运动轴误差传递链的建模方法。并且将利用此建模方法获得的运动轴误差传递链运用于基于微分变换的机床空间几何误差建模中,实现了对任意结构机床空间几何误差建模。最后以五轴立式加工中心为算例,验证了该运动轴误差传递链建模方法的有效性。     

基于RTCP功能的五轴数控机床动态误差溯源方法

RTCP(Rotation tool center point)功能作为目前高档数控机床必备的功能之一,可以大幅减小由于旋转轴运动带来的非线性误差,有效提高机床加工精度。根据刀具刀尖点相对于加工工件相对静止的特点,设定刀具刀尖点不动,规划了有利于研究机床伺服系统动态性能的RTCP轨迹,并进行伺服系统仿真研究,得到刀尖点误差轨迹与机床伺服系统动态性能影响因素的对应关系,并依据此对应关系提出动态误差溯源方法,为数控机床伺服系统参数调整提供理论支持。     

机床热补偿中温度变量分组优化建模

提出数控机床热误差分组优化建模。在数控机床热误差建模时，先根据温度变量之间的相关性对测量所得的所有温度变量进行分组，再根据各变量与热误差之间的相关性选择典型变量并加以组合，最后依据多元测定系数(回归平方和与总平方和的比值)确定用于建模的温度变量。给出了分组优化建模实例。通过分组优化建模，减少了选择温度变量和建模所需的时间，且避免了误差模型中的变量耦合，提高了热误差模型的精确性和鲁棒性，从而使数控机床热误差实时补偿更有效。     

数控机床通用空间几何误差建模方法与精密加工指令的生成技术研究

中低档数控机床在我国应用极其广泛,几何误差是影响该类机床的主要因素,约占机床总体误差的70%左右.本文应用多体系统运动学理论,依据双分支、11个自由体的结构,建立了概括所有可能出现的五轴以下数控机床结构形式的通用几何误差分析模型及精密数控指令求解方法,并在三坐标立式龙门加工中心上进行了实验验证.本文的研究方法,对误差补偿技术的普及和推广具有积极的意义.